【高中生物】染色体变异课件 高一下学期生物人教版（2019）必修2

第2节染色体变异第5章基因突变及其他变异作为野生植物的后代，许多栽培植物的染色体数目却与它们的祖先大不相同，如马铃薯和香蕉。问题探讨马铃薯野生祖先种（多种颜色）马铃薯栽培品种（一般都为黄色）香蕉野生祖先种（有籽）香蕉栽培品种（无籽）1、请根据所学的减数分裂的知识，试着完成该表格。2、为什么我们平时吃的香蕉没有种子？生物种类体细胞染色体数/条体细胞非同源染色体/套配子染色体数/条马铃薯野生祖先种242栽培品种484香蕉野生祖先种222栽培品种333122411异常因为香蕉栽培品种体细胞中染色体数目是33条，减数分裂时染色体发生联会紊乱，不能形成正常的配子，因此无法形成受精卵，进而形成种子。问题探讨一、染色体变异的概念和类型一、染色体变异的概念和类型1.概念：生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化2.变异类型染色体数目的变异染色体结构的变异3.区别基因突变、基因重组：光学显微镜下是看不见的染色体变异：光学显微镜下是看得见的二、染色体数目的变异果蝇正常（8）增加（8+1）减少（8-1）1.类型1—细胞内个别染色体的增加或减少

人的体细胞中有23对染色体，其中1~22号是常染色体，23号是性染色体。现在已经发现多一条13号，18号或21号染色体的婴儿，都表现出严重的病症。据不完全调查，现在还未发现多一条（或几条）其他成染色体的婴儿，请你试着做出一些可能的解释。常染色体的增加或减少（P32—拓展应用-3）21三体综合征（唐氏综合征）是人类第一个被确认的染色体病。由于细胞内多了一条21号染色体所致。患者具有特殊的呆傻面容，智力发育不全，生长发育迟缓是唐氏综合征最突出最严重的表现。正常人的体细胞中有23对染色体。有一种叫“13三体综合征”的遗传病，患者头小，患先天性心脏病，智力远低于常人。对患者进行染色体检测，发现患者的13号染色体不是正常的一对，而是3条。（P28）18三体综合征，亦称爱德华氏综合征，主要症状是智能落后、生长发育迟缓、特殊面容，多并发其他部位畸形。

人的体细胞中有23对染色体，其中1~22号是常染色体，23号是性染色体。常见的性染色体异常有Turner综合征（XO）、超雌综合征（XXX）、Klinefelter综合征（XXY）和超雄综合征（XYY），请你试着做出一些可能的解释。性染色体的增加或减少Turner综合征（先天性卵巢发育不全），患者缺少了一条X染色体，表现为身体比较矮小，肘常外翻，颈部皮肤松弛为蹼颈。外观虽然表现为女性，但是卵巢发育不良，乳房不发育，因而没有生育能力。XXX综合征（超雌综合征），比正常女性多一条X染色体，大部分患者表现为身体发育正常、有生育能力或稍差，仅少数表现为乳腺发育不良，卵巢功能异常等。Klinefelter综合征（先天性睾丸发育不全），患者多了一条X染色体，47条染色体，主要症状是体型较高、体征女性化、睾丸小、无精子等。XYY综合征（超雄综合征），患者含有两条Y染色体，主要表现为身材特别高，易于兴奋，自我克制力差，易产生攻击行为，有狂暴倾向。①同源染色体未分离--减Ⅰ后期

②姐妹染色单体移向细胞一极--减Ⅱ后期（1）细胞内个别染色体的增加或减少的原因染色体复制同源染色

体分离性原细胞初级性母细胞次级性母细胞染色单体分离性细胞正常分裂（1）细胞内个别染色体的增加或减少的原因染色体复制同源染色

体分离性原细胞初级性母细胞次级性母细胞染色单体分离性细胞①减Ⅰ后期同源染色体未发生分离（1）细胞内个别染色体的增加或减少的原因染色体复制同源染色

体分离性原细胞初级性母细胞次级性母细胞染色单体分离性细胞（1）细胞内个别染色体的增加或减少的原因②减Ⅱ后期姐妹染色单体移向细胞一极13/18/21三体综合征原因？3条21号染色体精子卵细胞1条21号染色体2条21号染色体受精卵+→+1条21号染色体2条21号染色体3条21号染色体母方减Ⅰ或减Ⅱ的问题父方减Ⅰ或减Ⅱ的问题（1）细胞内个别染色体的增加或减少的原因→性腺发育不良（XO）原因？1条X染色体精子卵细胞无性染色体1条X染色体受精卵+→+无性染色体1条X染色体1条X染色体父方减Ⅰ或减Ⅱ的问题母方减Ⅰ或减Ⅱ的问题（1）细胞内个别染色体的增加或减少的原因→①精子异常：XX、YY：减Ⅱ异常XY：减Ⅰ异常无性染色体：减Ⅰ或减Ⅱ异常②卵细胞异常：XX、无性染色体：减Ⅰ或减Ⅱ异常（2）性染色体的增加或减少原因的判断XbXbYXBYXBXb例1.一对表现正常的夫妇，生了一个色盲的儿子。如果异常的原因是夫妇中的一方减数分裂产生配子时发生了一次差错之故，则这次差错一定发生在

方减数第

次分裂的过程中。母二练习2.类型2—以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少正常（8）增加一套（12）减少一套（4）2.类型2—以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少2.类型2—以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少两套在大多数生物的体细胞中，染色体都是两两成对的，也就是说含有两套非同源染色体。每套非同源染色体称为一个染色体组。2.类型2—以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少两套三套2.类型2—以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少两套三套一套2.类型2—以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少两套三套一套（1）染色体组：①一组非同源染色体②染色体的形态、大小、功能各不相同③含有该物种生长、发育、遗传、变异的全套遗传信息人类总共46条，23对，两套非同源染色体。2个染色体组。每号染色体都有其特定功能！人类染色体人类染色体—46条，23对一个染色体组（23条）一个染色体组（23条）人类染色体—46条，23对3个4个1个4个（2）染色体组数目的判断方法①方法一：根据染色体形态判断——细胞内形态、大小相同的染色体（即同源染色体）有几条就含几个染色体组3个公式推断：染色体组数=染色体数/染色体形态数②方法二：YyRrAABBDDAaaABCD2个2个3个1个根据“基因型”判断——控制同一性状的基因出现几次（不分大小写）就含几个染色体组（2）染色体组数目的判断方法记忆方法：读音相同字母的有几个，就是几个染色体组AABb2个例2.

下列细胞分别处于什么时期？有多少个染色体组？减Ⅰ中期2个有丝分裂中期2个减Ⅰ后期2个减Ⅱ中期1个有丝分裂后期4个减Ⅱ后期2个生殖细胞1个练习例3：韭菜的体细胞中含有32条染色体，这32条染色体有8种形态结构，韭菜有（

）个染色体组。

A2B4C6D8B例4：马铃薯体细胞中有4个染色体组，生殖细胞中有

个染色体组，体细胞有丝分裂后期有

个染色体组，减Ⅱ后期有

个染色体组。284练习3.二倍体、多倍体、单倍体（1）二倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体。（记作2N，2：两个染色体组；N：一个染色体组中染色体数）在自然界，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体。2N=82N=242N=462N=20果蝇玉米人类野生马铃薯（2）多倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上的染色体组的个体。（有几个染色体组就是几倍体）三倍体：体细胞中含有三个染色体组的个体。四倍体：体细胞中含有四个染色体组的个体。小麦（六倍体，6N）菊花（六倍体，6N）葡萄（三/四倍体，3N/4N）多倍体在植物中很常见，在动物中极少见2N个体2N受精卵N精子N卵细胞2N父本2N母本分裂分化受精作用减数分裂减数分裂二倍体的形成的过程染色体复制同源染色

体分离性母细胞二倍体初级性母细胞次级性母细胞染色单体分离性细胞减Ⅰ后期同源染色体未发生分离三倍体的形成的过程2个染色体组2个染色体组染色体复制同源染色

体分离性母细胞二倍体初级性母细胞次级性母细胞染色单体分离性细胞减Ⅱ后期姐妹染色单体移向细胞一极三倍体的形成的过程2个染色体组3个染色体组正常配子异常配子1个染色体组2个染色体组受精卵+→三倍体的形成的过程二倍体减Ⅰ异常或减Ⅱ异常产生含2个染色体组的配子三倍体形成原因：含有两个染色体组的异常配子与含有一个染色体组的正常配子结合发育成个体。三倍体4个染色体组异常配子异常配子2个染色体组2个染色体组受精卵+→四倍体的形成的过程四倍体形成原因：①两个含有两个染色体组的配子结合。减数分裂出现异常有丝分裂出现异常→→2个染色体组4个染色体组2个染色体组②二倍体在胚或幼苗时期受某种因素影响，体细胞在进行有丝分裂时，染色体只复制未分离。配子(含1个染色体组)二倍体(含2个染色体组)配子(含2个染色体组)配子(含1个染色体组)正常减数分裂减数分裂异常个体含3个染色体组（三倍体）配子(含2个染色体组)受精发育个体含4个染色体组（四倍体）受精发育二倍体的胚或幼苗有丝分裂染色体复制未分离1）三倍体、四倍体的形成的过程四倍体可以通过减数分裂形成含有两个染色体组的配子。三倍体因为原始生殖细胞中有三套非同源染色体，减数分裂时出现联会紊乱，因此不能形成可育的配子。香蕉、三倍体无子西瓜的果实中没有种子，原因就在于此。多倍体的育性偶数可育奇数不可育①优点：2）多倍体植株优缺点②缺点：生长慢，发育延迟，结实率低等茎杆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质都有所增加。多倍体草莓普通二倍体草莓四倍体番茄维生素C的含量比二倍体品种几乎增加一倍四倍体葡萄果实比二倍体大得多四倍体水稻平均粒重10克二倍体平均粒重6克①方法：低温处理、秋水仙素诱发，目前最常用且最有效的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。②原理：秋水仙素能抑制细胞分裂时纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两级，从而导致细胞内染色体数目加倍。3）人工诱导多倍体—多倍体育种诱导率低剧毒Ⅰ.秋水仙素作用的时期：有丝分裂前期Ⅱ.诱导染色体加倍时，秋水仙素对染色体的复制和着丝粒的分裂无影响3）人工诱导多倍体—多倍体育种二倍体四倍体萌发的种子秋水仙素幼苗生长、发育多倍体幼苗秋水仙素处理芽尖生长、发育多倍体思考1：为什么用秋水仙素处理的是萌发的种子或幼苗（芽尖）呢？萌发的种子或幼苗生长旺盛，细胞有丝分裂旺盛，此时处理效果较好。思考2：处理后的幼苗长大以后是否所有的器官染色体数目均加倍呢？不是。芽尖发育而来的茎叶花均加倍，但是未处理的根部细胞没有加倍3）人工诱导多倍体—多倍体育种2个染色体4个染色体无纺锤体形成（前期）染色体复制着丝粒分裂无纺锤丝牵引4个染色体（一）

实验原理：用低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能分裂成两个子细胞。探究·实践

低温诱导植物细胞染色体数目的变化（二）方法步骤1.

诱导培养（1）将蒜（或洋葱）在冰箱冷藏室内（4℃）放置一周；（2）取出后，于室温（约25℃）进行培养；（3）蒜长出约1cm长的不定根时，将装置放入冰箱冷藏室诱导培养48-72h。2.

固定（1）剪取根尖0.5-1cm，放入卡诺氏液（无水乙醇和冰醋酸等混合）中浸泡0.5-1h，以固定细胞形态，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次；探究·实践

低温诱导植物细胞染色体数目的变化3.

装片制作包括______、______、______、_______4个步骤；解离漂洗染色制片探究·实践

低温诱导植物细胞染色体数目的变化解离3~5min甲紫溶液染色3~5min制片漂洗约10min4.观察：先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂象。视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞。确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜观察。注意：在实验的过程中，所观察的细胞已经被卡诺氏液等杀死，看到的是死细胞。因此不能观察到连续的变化。（三）结果：视野中大多数是正常的二倍体细胞，少部分是染色体数目加倍的细胞。

（四）结论：低温可以诱导植物细胞染色体数目发生变化探究·实践

低温诱导植物细胞染色体数目的变化试剂使用方法作用卡诺氏液体积分数为95%的酒精质量分数为15%的盐酸蒸馏水甲紫溶液根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1h冲洗用卡诺氏液处理的根尖酒精与盐酸等体积混合，作为解离液浸泡解离后的根尖约10min把漂洗过的根尖放进盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色3～5min固定细胞形态洗去卡诺氏液漂洗根尖，洗去解离液使染色体着色解离根尖细胞，使细胞分离探究·实践

低温诱导植物细胞染色体数目的变化秋水仙素四倍体（母本）二倍体（父本）二倍体杂交三倍体联会紊乱授粉4）多倍体育种—三倍体无子西瓜（P91）第一年第二年二倍体幼苗四倍体幼苗长大四倍体植株第一年①为什么要用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的芽尖？芽尖细胞有丝分裂旺盛，更容易使染色体数目加倍②处理后的植株，各个部位染色体数目是否都为4N？不是，地上部分为4N，地下部分还为2N4）多倍体育种—三倍体无子西瓜（P91）秋水仙素③获得的四倍体为什么与二倍体杂交？杂交可以获得三倍体植株。4）多倍体育种—三倍体无子西瓜（P91）④两次传粉的作用有什么不同？第一次：杂交获得三倍体种子。第二次：刺激子房发育成果实。柱头花柱珠被卵细胞（1个）极核（2个）胚囊胚珠果皮子房发育子房壁子房壁胚珠种皮发育胚+精子发育胚乳+精子发育种子4）多倍体育种—三倍体无子西瓜（P91）⑤为什么要用四倍体植株做母本？多倍体花粉可育低种子产量高种皮薄，利于播种⑥为什么有时可以看到三倍体西瓜有少量发育不成熟的种子？三倍体植株一般不能进行正常的减数分裂形成配子，因此不能形成种子。但是，也有可能在减数分裂时形成正常的卵细胞，从而形成正常的种子，但这种概率特别小。4）多倍体育种—三倍体无子西瓜（P91）⑦三倍体西瓜为什么没有种子?？因为三倍体西瓜原始生殖细胞中有三套非同源染色体，减数分裂时会出现联会紊乱，因此，不能产生正常配子，所以没有种子。4）多倍体育种—三倍体无子西瓜（P91）2年⑧按照一般流程，获得无籽西瓜需要几年？Ⅰ.进行无性繁殖。将三倍体西瓜植株进行组织培养（细胞全能性）获取大量的组培苗，再进行移栽；⑨每年都要制种，很麻烦，有没有替代方法？Ⅱ.利用生长素或生长素类似物处理二倍体未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实。4）多倍体育种—三倍体无子西瓜（P91）香蕉的祖先为野生芭蕉，个小而多种子，无法食用。野生芭蕉

2n有子香蕉

4n加倍野生芭蕉

2n无子香蕉

3n无子香蕉培育香蕉的培育过程如下：骡是马和驴杂交产生的后代。马和驴的体细胞中分别有32对和31对染色体，请问骡的体细胞中含有多少条染色体？骡的体细胞增殖是通过正常的有丝分裂进行的，而它们的睾丸或卵巢中原始生殖细胞却不能发生正常的减数分裂，因此骡不能繁殖后代。你能从减数分裂中染色体行为的角度解释其原因吗？（P28—拓展应用-2）骡体细胞中含有63条染色体，32条来自马，31条来自驴。63条染色体，减数分裂时染色体发生联会紊乱，无法形成正常配子，因此骡子不能繁殖后代。2N=642N=62……马1号马2号马3号马4号马5号……马1号马2号马3号马4号马5号……驴1号驴2号驴3号驴4号驴5号……驴1号驴2号驴3号驴4号驴5号配子配子N=32N=31……马1号马2号马3号马4号马5号……驴1号驴2号驴3号驴4号驴5号异源二倍体2N=63不育正常物种二倍体单倍体（含1个染色体组）正常物种四倍体单倍体（含2个染色体组）123451234512345123451234512345123451234512345（3）单倍体：生物体细胞中染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体，即由配子（精子或卵细胞）直接发育而来的个体。蜂王（雌性）工蜂（雌性）雄蜂（体细胞中32条染色体）（体细胞中32条染色体）（体细胞中16条染色体）1）单倍体实例—蜜蜂工蜂(2n=32)（♀性腺未发育）雄蜂（n=16）精子（n=16）受精卵（2n=32）卵细胞（n=16）蜂王(2n=32)（♀性腺发育成熟）减数分裂假减数分裂工蜂(2n=32)（只吃3天蜂王浆）蜂王(2n=32)（一直吃蜂王浆）不受精直接发育1）单倍体实例—蜜蜂测量株高收获的果穗细胞学鉴定N=102）单倍体植株特点：植株弱小，高度不育单倍体玉米3）单倍体、二倍体、多倍体的判断①由配子发育而来，不管有几个染色体组，都称为单倍体。②由受精卵发育而来，体细胞中有几个染色体组就是几倍体。③单倍体不一定只含有一个染色体组，只有一个染色体组的个体一定是单倍体。④二倍体一定含两个染色体组，含两个染色体组的不一定是二倍体。3）单倍体、二倍体、多倍体的判断⑤单倍体并非都不育，如四倍体的配子含有2个染色体组，则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因，可育能产生后代；⑥单倍体是生物个体，而不是配子，精子和卵细胞属于配子，但不是单倍体。1.由受精卵发育而成，体细胞含有两个染色体组的个体叫二倍体()2.未经受精的卵细胞发育成的植株，一定是单倍体(

)3.含有两个染色体组的生物体，一定是二倍体()4.生物的一个精子或卵细胞就是单倍体()5.基因型是aaaBBBCcc的植株一定不是单倍体()6.含一个染色体组的个体是单倍体，但单倍体未必只含一个染色体组()√√√×××练习：判断下列描述的正误，并说出理由4）单倍体育种花药（花粉）单倍体植株正常染色体数目的纯系品种植株离体培养

（植物组织培养）人工诱导染色体加倍①原理和方法现有高杆抗病DDTT和矮杆感病ddtt的植株若干，若想培育矮杆抗病植株并留种，如何育种？用遗传图解表示出来。②育种过程方法一：杂交育种第1年第2年第3~6年矮秆抗病P高杆抗病

DDTT×矮杆感病ddttF1高杆抗病DdTtF2D__T__D__ttddT__ddtt从F2中选择矮秆抗病品种，并连续多年自交、筛选，直至不发生性状分离为止。矮秆抗病纯种ddTT配子DTDtdTdtDDTTDDttddTTddtt矮杆抗病纯种花药（花粉）离体培养秋水仙素处理DDTT×ddttDdTt（高杆抗病）（矮杆感病）DTDtdTdt方法二：单倍体育种单倍体幼苗正常纯合植株PF1第1年第2年③单倍体育种优缺点优点：明显缩短育种年限；子代都是纯合子，自交后代不出现性状分离缺点：操作复杂，须与杂交育种结合使用三、染色体结构的变异abcdefacdef

果蝇缺刻翅的形成

猫叫综合征（1）缺失：染色体的某一片段缺失，导致基因数目减少正常翅缺刻翅1.

类型猫叫综合征，是由于人的第5号染色体部分缺失所引起的遗传病，为最典型的染色体缺失综合征之一。主要表现为出生时的猫叫样哭声，头面部典型的畸形特征，小头圆脸、宽眼距、小下颌、生长落后及严重智力低下等。abcdefacdefB基因缺失联会（1）缺失：染色体的某一片段缺失，导致基因数目减少如何联会配对？果蝇棒状眼的形成abcdefbabcdef正常眼棒状眼（2）重复：染色体增加了某一片段，导致基因数目增加abcdefbabcdefB基因重复联会（2）重复：染色体增加了某一片段，导致基因数目增加如何联会配对？

果蝇花斑眼的形成abcdef12345abcd12345ef（3）易位：染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上，导致

基因排列顺序改变正常眼花斑眼abcdef12345abcd12345efEF和JKL易位联会（3）易位：染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上，导致基因排列顺